基于BIM 的智慧工地建設(shè)應(yīng)用研究

賈 赟

(山西工程科技職業(yè)大學(xué)， 山西 晉中 030600)

0 引言

目前，信息化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，為建筑行業(yè)高質(zhì)量、高效發(fā)展提供了充足動(dòng)力，這也是未來(lái)建筑領(lǐng)域重要的發(fā)展方向。而將BIM 技術(shù)引入其中，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑工程“智慧工地”建設(shè)起到了重要作用，是目前建筑業(yè)信息化發(fā)展的重要成果。如何更好的發(fā)揮出BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升建筑工程建設(shè)質(zhì)量，保證安全性，是近年來(lái)建筑行業(yè)重點(diǎn)解決的問(wèn)題。對(duì)此，本文通過(guò)分析研究BIM 下的智慧工地建設(shè)應(yīng)用，希望可以為業(yè)內(nèi)有關(guān)研究人員提供參考與借鑒，從而助力智慧工地建設(shè)與應(yīng)用。

1 BIM 技術(shù)及智慧工地

BIM，主要指的就是建筑信息模型，借助數(shù)據(jù)信息技術(shù)，將建筑工程信息以模型的方式呈現(xiàn)，構(gòu)建出工程數(shù)據(jù)信息庫(kù)。在BIM 技術(shù)應(yīng)用下，可以幫助工程項(xiàng)目提供所需數(shù)據(jù)信息，同時(shí)，也可以有效的實(shí)施數(shù)據(jù)分析，提升工程施工效率，對(duì)建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施全過(guò)程管理，精細(xì)化管理具有重要作用。

而智慧工地，屬于現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展背景下，在建筑行業(yè)催生出的一種現(xiàn)代化新型工地管理方式，主要在工程施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用。智慧工地管理模式的實(shí)施，需要引入信息化技術(shù)、人工智能技術(shù)等，構(gòu)建出智慧的工地管理體系，在實(shí)踐中可以不斷優(yōu)化、調(diào)整工地管理，最終實(shí)現(xiàn)工地各環(huán)節(jié)協(xié)同施工、有效整合工地各項(xiàng)資源、促使工地建設(shè)信息化施工的目標(biāo)[1]。

2 BIM 技術(shù)下的智慧工地建設(shè)應(yīng)用要點(diǎn)

在建筑工程建設(shè)中引入BIM 技術(shù)，主要的應(yīng)用要點(diǎn)包含了協(xié)調(diào)應(yīng)用、可視化應(yīng)用、施工質(zhì)量與成本管理應(yīng)用。下面主要從這三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 協(xié)調(diào)應(yīng)用

智慧工地管理系統(tǒng)引入BIM 技術(shù)，有助于管理人員更好的協(xié)調(diào)工程施工各個(gè)環(huán)節(jié)，從而減少施工現(xiàn)場(chǎng)一些容易發(fā)生矛盾的情況，保證整體施工環(huán)境良好。在智慧工地管理系統(tǒng)中，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)功能、三維可視化功能，工程技術(shù)人員就可以先模擬出設(shè)備安裝的全過(guò)程中，綜合管線布設(shè)情況，而后在BIM 技術(shù)作用下對(duì)管線進(jìn)行碰撞點(diǎn)的檢測(cè)，避免后續(xù)施工因管線交叉而帶來(lái)安全隱患問(wèn)題。如圖1 所示，就是使用BIM 技術(shù)對(duì)建筑機(jī)電安裝工程綜合管線進(jìn)行碰撞檢查，此種方式與以往的人工作業(yè)模式相比，不僅可以提高碰撞檢查工作效率，同時(shí)，也能夠在最大程度上，實(shí)現(xiàn)多部門(mén)的協(xié)調(diào)工作。在BIM 技術(shù)下模擬出實(shí)際的施工進(jìn)度，進(jìn)而可以統(tǒng)籌全局，幫助工程的參建方掌握、優(yōu)化具體的工程建設(shè)方案，在真正意義上體現(xiàn)了工程建設(shè)科學(xué)性[2]。

圖1 利用BIM 技術(shù)對(duì)建筑機(jī)電安裝工程綜合管線進(jìn)行碰撞檢查

2.2 可視化應(yīng)用

BIM 技術(shù)非常突出的特點(diǎn)就是可以將模擬出來(lái)的施工以可視化方式呈現(xiàn)出來(lái)，有助于相關(guān)技術(shù)人員直觀地分析、優(yōu)化建筑模型[3]。

利用BIM 技術(shù)需要進(jìn)行建模，這其中包含了施工方案設(shè)計(jì)、施工現(xiàn)場(chǎng)操作監(jiān)管兩個(gè)階段。針對(duì)施工方案的設(shè)計(jì)，需要使用相關(guān)參數(shù)才可以完成建模，這就需要工程施工設(shè)計(jì)人員，要保證統(tǒng)計(jì)的參數(shù)科學(xué)、準(zhǔn)確、有效。在建筑模型中，各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息都會(huì)清晰的展現(xiàn)，是整個(gè)建筑施工流程的數(shù)字化表達(dá)，這樣可以幫助管理人員更好的把控施工各個(gè)環(huán)節(jié)。所呈現(xiàn)出來(lái)的可視化表達(dá)內(nèi)容[4]，不僅涵蓋了建筑材料的物理特性、需要實(shí)現(xiàn)的各種功能，同時(shí)，也可以非常清晰的看到建筑內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)。這些內(nèi)容對(duì)優(yōu)化建筑工程方案設(shè)計(jì)、施工安排等統(tǒng)籌管理工作起到了重要作用。特別是BIM 技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行融合，可以更好的實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)智能化管理，發(fā)揮出智能化數(shù)字建模的優(yōu)勢(shì)。

2.3 施工質(zhì)量與成本管理應(yīng)用

通常情況下，建筑工程項(xiàng)目多為大型項(xiàng)目，當(dāng)中涵蓋了諸多專(zhuān)業(yè)，涉獵范圍較廣。其中的建筑質(zhì)量管理，主要有機(jī)械設(shè)施設(shè)備、建筑材料等，在BIM 技術(shù)應(yīng)用下，技術(shù)人員可以將工程管理所需數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。而后依托信息數(shù)據(jù)收集模擬系統(tǒng)，全面整合建筑現(xiàn)場(chǎng)施工涉及到的建筑原材料、造價(jià)信息、施工設(shè)計(jì)圖紙等[5]，做到信息及時(shí)變更，實(shí)現(xiàn)造價(jià)實(shí)時(shí)更改，進(jìn)而更好的為現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員進(jìn)行成本管理，提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)參考，最終科學(xué)把控成本。除此之外，管理人員還可以利用BIM 技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的模型，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)情況、作業(yè)進(jìn)度的實(shí)時(shí)跟蹤，從而實(shí)施合理的考核、評(píng)估，確保其達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，全面提升施工質(zhì)量。

另外，BIM 技術(shù)的應(yīng)用還可以進(jìn)一步提升施工工藝流程標(biāo)準(zhǔn)性，依托于軟件平臺(tái)，預(yù)先構(gòu)建出標(biāo)準(zhǔn)的施工技術(shù)流程模型，施工單位需要嚴(yán)格按照這一模型下的規(guī)定開(kāi)展作業(yè)，這在很大程度上降低了施工質(zhì)量管理工作繁瑣性[6]。與傳統(tǒng)二維建筑模型相比，基于BIM 技術(shù)下的三維信息化模型，在視覺(jué)上更加直觀，工程建設(shè)有關(guān)人員，可以直接的發(fā)現(xiàn)、調(diào)整不合理的環(huán)節(jié)，確保在施工前做到合理，技術(shù)人員可以根據(jù)其中的參數(shù)，實(shí)施動(dòng)態(tài)化管理質(zhì)量，進(jìn)而降低誤差，為后續(xù)施工建設(shè)提供質(zhì)量保證，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)精細(xì)化質(zhì)量管理，推動(dòng)工程建設(shè)安全、有序進(jìn)行。

3 智慧工地建設(shè)中BIM 技術(shù)的具體實(shí)踐應(yīng)用

3.1 場(chǎng)地智能化規(guī)劃，模擬施工

針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)劃，需要技術(shù)人員先測(cè)量出實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)施工面積，而后將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，利用BIM 技術(shù)完成智能規(guī)劃，與此同時(shí)，還可以具體模擬出不同的施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)而確保施工材料運(yùn)輸路線合理性。

依托于5D 平臺(tái)，利用BIM 技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的模型，融合建筑工程各項(xiàng)信息后，生成project 軟件[7]。管理人員可以充分利用該軟件，科學(xué)合理的安排工程施工進(jìn)度，建立四維模擬施工圖形，為施工人員以及管理人員展示出針對(duì)具體施工項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)施工方法，保證現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以有序開(kāi)展施工，依照模型能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)施工存在的問(wèn)題，制定相應(yīng)的解決對(duì)策，為工程施工順利進(jìn)行提供保障。

3.2 利用二維碼檢查施工質(zhì)量

智慧工地系統(tǒng)中，管理人員可以啟用智能二維碼，高效完成施工質(zhì)量檢查，具體的操作過(guò)程就是，利用BIM 技術(shù)5D 軟件生成智能二維碼，并將其粘貼到對(duì)應(yīng)的施工各個(gè)環(huán)節(jié)建筑中，這樣，施工管理人員利用手機(jī)掃描二維碼，便可直接獲取到對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)水平，同時(shí)，也可以了解到施工各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，直觀的看到施工現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人所檢查過(guò)的質(zhì)量信息。智能二維碼的應(yīng)用，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，管理人員可以看到工程建設(shè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，也可以獲取相應(yīng)的施工資料，這在很大程度上實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)施工工地智能化管理。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)漫游檢查

所謂的現(xiàn)場(chǎng)漫游檢查，主要就是指完成整個(gè)建筑工程的各項(xiàng)管道排布工作后，針對(duì)管道實(shí)施的一種模擬漫游檢測(cè)，主要的目的就是檢查管道具體的排布情況，是否科學(xué)、是否合理，同時(shí)，在分析管道各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息后，還需要對(duì)建筑物各項(xiàng)裝飾數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而后對(duì)比數(shù)據(jù)，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，對(duì)后續(xù)施工造成影響，延誤工期甚至返工等情況。因此，需要加強(qiáng)管理施工質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并優(yōu)化存在的問(wèn)題，確保整體施工可以安全進(jìn)行，從而提升工程施工效率。

3.4 智能碰撞檢查

以往工程建設(shè)設(shè)計(jì)中，想要協(xié)調(diào)各部分需要由人工完成，此種方式耗時(shí)耗力，同時(shí)，也很難發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中潛在的問(wèn)題，非常容易造成后續(xù)施工質(zhì)量等多種問(wèn)題。而在BIM 技術(shù)作用下，能夠高效實(shí)施碰撞檢查。例如，可以使用MagiCAD 軟件，與5D 軟件進(jìn)行結(jié)合，充分發(fā)揮其碰撞檢查功能，而后有效實(shí)施智能檢測(cè)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，如果發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)會(huì)進(jìn)行標(biāo)記，最終以報(bào)告的形式呈現(xiàn)。而后，與預(yù)算設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通，確保碰撞點(diǎn)得到及時(shí)解決，最大程度上避免延誤工期。完成工程碰撞檢查后，技術(shù)人員還需要進(jìn)一步利用BIM 系統(tǒng)，以三維可視化方式展現(xiàn)出碰撞點(diǎn)，制定出多種解決措施，并重新規(guī)劃施工，選定科學(xué)的施工方案后，利用BIM 模擬技術(shù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的施工圖紙，完成最后的技術(shù)交底工作。

4 BIM 技術(shù)下的智慧工地建設(shè)價(jià)值分析

首先，基于BIM 技術(shù)下的智慧工地，無(wú)論是工序還是工期，都可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。技術(shù)人員通過(guò)在施工前構(gòu)建BIM 模型，有效規(guī)劃施工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)不同工程施工工序的合理安排，這樣可以在很大程度上防止出現(xiàn)工序交叉等情況，與此同時(shí)，也可以防止出現(xiàn)因?yàn)楣芾聿坏轿?，致使施工資源閑置的問(wèn)題，在5D 軟件作用下，管理人員可以隨時(shí)查詢(xún)、檢查工程現(xiàn)場(chǎng)中的各項(xiàng)資源使用情況。

其次，智慧工地的建設(shè)，在BIM 技術(shù)作用下可以高效高質(zhì)的進(jìn)行全專(zhuān)業(yè)碰撞檢測(cè)，這對(duì)施工過(guò)程的優(yōu)化起到重要作用。有關(guān)技術(shù)人員可以借助數(shù)據(jù)分析，完成BIM 模型構(gòu)建，而后仔細(xì)觀察數(shù)據(jù)并進(jìn)行深入研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的工程技術(shù)實(shí)施進(jìn)一步優(yōu)化，這樣不僅可以強(qiáng)化視覺(jué)效果，同時(shí)，也可以很好的解決工程碰撞問(wèn)題，這樣便可極大的避免出現(xiàn)后期工程施工問(wèn)題，防止因?yàn)榕鲎捕鴮?dǎo)致工程返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。

最后，基于BIM 技術(shù)下的智慧工地，不僅能夠提升施工效率，保證質(zhì)量，更重要的是能夠從根本上實(shí)現(xiàn)精細(xì)物料的管控，進(jìn)而減少資源的浪費(fèi)。在智慧工地建設(shè)中，如果只是通過(guò)人工統(tǒng)計(jì)方式，雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的調(diào)配，但針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，很難通過(guò)人工進(jìn)行掌控。而采用BIM技術(shù)后，能夠高效的對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所有的物資消耗問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)合理的分析，這樣能夠從宏觀上降低工程成本，與此同時(shí)，這些數(shù)據(jù)也可以為同類(lèi)工程項(xiàng)目提供可續(xù)的數(shù)據(jù)支持。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段我國(guó)建筑行業(yè)飛速發(fā)展，并呈現(xiàn)出自動(dòng)化、智能化發(fā)展趨勢(shì)。尤其是BIM 技術(shù)、云技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，為建筑行業(yè)管理信息系統(tǒng)水平的提升提供了充足動(dòng)力。與傳統(tǒng)施工管理相比，智慧工地的智能化管理，不僅可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地智能化規(guī)劃，模擬施工；利用二維碼檢查施工質(zhì)量；現(xiàn)場(chǎng)漫游檢查、智能碰撞檢查，同時(shí)還可以借助云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，極大的凸顯出了工程智能化建設(shè)，對(duì)提高工程整體施工建設(shè)質(zhì)量具有重要作用。希望通過(guò)本文的分析，在日后工程施工建設(shè)過(guò)程中，可以更好的發(fā)揮出BIM 技術(shù)作用，助力智慧工地建設(shè)與發(fā)展。